DE102016123491A1 - Casting device, press and method for casting a component and component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung zum Gießen eines Bauteils mittels eines Werkzeuges, welches eine Form zum Ausformen des Bauteils aufweist, wobei die Gießvorrichtung eine Werkzeugaufnahme zum Aufnehmen des Werkzeuges aufweist, mit wenigstens zwei Dosierkavitäten, welchen jeweils eine Fluidverbindung zugeordnet ist, sodass in den Dosierkavitäten befindliche Schmelzen in die Form transferierbar sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Presse und ein Verfahren zum Gießen eines Bauteils.The invention relates to a casting device for casting a component by means of a tool, which has a mold for forming the component, wherein the casting device has a tool holder for receiving the tool, with at least two Dosierkavitäten, which in each case a fluid connection is assigned, so located in the Dosierkavitäten Melting in the form are transferable. Furthermore, the invention relates to a press and a method for casting a component.
Description
Die Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung zum Gießen eines Bauteils mittels eines Werkzeuges, welches eine Form zum Ausformen des Bauteils und die Gießvorrichtung eine Werkzeugaufnahme zum Aufnehmen des Werkzeuges aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Presse und ein Verfahren zum Gießen eines Bauteils sowie ein Bauteil.The invention relates to a casting device for casting a component by means of a tool, which has a mold for molding the component and the casting device has a tool holder for receiving the tool. Furthermore, the invention relates to a press and a method for casting a component and a component.
Bei üblichen Druckgießverfahren erfolgt das Füllen der Gießform mit Schmelze aus einem zentralen Gießaggregat durch eine Bewegung eines angetriebenen Gießkolbens. Hierbei ist das Gießaggregat üblicherweise außerhalb des Gießwerkzeuges angeordnet, sodass ein langer Fließweg der Schmelze bis zur zu füllenden Form besteht.In customary die casting processes, the casting mold is filled with melt from a central casting unit by a movement of a driven casting piston. In this case, the casting unit is usually arranged outside of the casting tool, so that there is a long flow path of the melt up to the mold to be filled.
Nachteilig ist, dass aufgrund des Temperaturverlustes der Schmelze entlang des Fließweges die Gießzeit begrenzt ist, da die Schmelze bereits auf dem Fließweg zu erstarren beginnt. Dies erfordert eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze, welche wiederum zu einem abrasiven Verschleiß des Werkzeuges und/oder der Form führt. Zudem führt der strömungstechnische Widerstand auf dem Fließweg zu einer hohen benötigten Antriebsenergie und/oder einem hohen benötigten Gießdruck in der Form.The disadvantage is that due to the temperature loss of the melt along the flow path, the casting time is limited because the melt already begins to solidify on the flow path. This requires a high flow rate of the melt, which in turn leads to abrasive wear of the tool and / or the mold. In addition, the fluidic resistance on the flow path leads to a high required drive energy and / or a high required casting pressure in the mold.
Die oben genannten Nachteile bestehen auch, wenn die Schmelze nicht zentral an einer Stelle der Form zugeführt wird, sondern über ein Angusssystem mit Verzweigungen in Teilströmen aufgeteilt wird und an mehreren Stellen in die Form eintritt.The above-mentioned disadvantages also exist if the melt is not supplied centrally at one point of the mold but is divided into partial streams via a sprue system with branches and enters the mold at several points.
Folglich sind die bekannten Gießvorrichtungen und Gießverfahren aus oben genannten Gründen bezüglich der gefertigten Wandstärke, Festigkeit und der Fertigung von großflächigen Teilen begrenzt.Consequently, the known pouring devices and casting methods for the above-mentioned reasons with respect to the manufactured wall thickness, strength and the production of large-scale parts are limited.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.The object of the invention is to improve the state of the art.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Gießvorrichtung zum Gießen eines Bauteils mittels eines Werkzeuges, welches eine Form zum Ausformen des Bauteils aufweist, wobei die Gießvorrichtung eine Werkzeugaufnahme zum Aufnehmen des Werkzeuges aufweist, mit wenigstens zwei Dosierkavitäten, welchen jeweils eine Fluidverbindung zugeordnet ist, sodass in den Dosierkavitäten befindliche Schmelzen in die Form transferierbar sind.The object is achieved by a casting device for casting a component by means of a tool which has a mold for forming the component, wherein the casting device has a tool holder for receiving the tool, with at least two Dosierkavitäten, which in each case a fluid connection is assigned, so in the Dosing cavities located melts are transferable into the mold.
Somit entfällt oder entfallen ein zentrales Gießaggregat und/oder ein Angusssystem mit Verzweigungen.This eliminates or eliminates a central casting unit and / or a sprue system with branches.
Dadurch, dass jede Dosierkavität über eine Fluidverbindung direkt mit der Form verbunden ist, besteht ein kürzerer Fließweg bis zur Form. Folglich kann der Gießprozess deutlich langsamer und/oder mit geringerem Gießdruck durchgeführt werden als bei Verwendung eines zentralen Gießaggregates. Folglich verringert sich der Form- und/oder Werkzeugverschleiß.Because each dosing cavity is connected directly to the mold via a fluid connection, there is a shorter flow path to the mold. Consequently, the casting process can be performed significantly slower and / or with lower casting pressure than when using a central casting unit. Consequently, the mold and / or tool wear is reduced.
Da kein komplex verzweigtes Angusssystem verwendet wird, sondern jeweils eine Fluidverbindung, welche eine Dosierkavität als lokalen Schmelzevorrat mit der zu füllenden Form direkt verbindet, reduziert sich gewichtsmäßig der Anteil der erstarrten Schmelze, welcher nach dem erfolgten Gießvorgang in der Fluidverbindung verbleibt. Folglich werden der zu entsorgende Abfall und/oder das Kreislaufmaterial reduziert.Since no complex branched sprue system is used, but in each case a fluid connection which directly connects a dosing cavity as a local melt reservoir with the mold to be filled, the proportion of the solidified melt which remains in the fluid connection after the casting process has been reduced is reduced in weight. Consequently, the waste to be disposed of and / or the circulation material are reduced.
Im Hinblick auf die projizierte Werkzeugfläche führt die lokal angeordnete Dosierkavität mit der kurzen Fluidverbindung zu einer geringeren Schließfläche des Werkzeuges und somit zu einer geringeren erforderlichen Schließkraft der Gießvorrichtung und/oder Presse.With regard to the projected tool surface, the locally arranged metering cavity with the short fluid connection leads to a smaller closing surface of the tool and thus to a lower required closing force of the casting device and / or press.
Des Weiteren kann das Gießwerkzeug aufgrund des entfallenden Angussknotens und des entfallenden verzweigten Angusssystems einfacher gestaltet und gefertigt werden. Insbesondere können die Dosierkavitäten im Werkzeug zusammen mit dem Bau der Form gefertigt werden.Furthermore, the casting tool can be designed and manufactured more simply due to the omission of the sprue node and the omitted branched sprue system. In particular, the metering cavities in the tool can be manufactured together with the construction of the mold.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf, dass mehrere lokale Dosierkavitäten nahe an und/oder innerhalb der Formkavität angeordnet werden, sodass die Formkavität von diesen mehreren lokalen Dosierkavitäten über jeweils eine sehr kurze Fluidverbindung gefüllt wird.An essential idea of the invention is based on the fact that a plurality of local metering cavities are arranged close to and / or within the mold cavity, so that the mold cavity is filled by these multiple local metering cavities via in each case a very short fluid connection.
Folgendes Begriffliche sei erläutertThe following conceptual is explained
Ein „Gießvorrichtung“ ist insbesondere eine Vorrichtung zum Gießen eines Bauteils. Eine Gießvorrichtung weist insbesondere mindestens zwei Dosierkavitäten als Dosierbehälter, mindestens zwei Fluidverbindungen und ein formgebendes Werkzeug auf. Der Gießvorrichtung kann ein zentraler Schmelzebehälter mit flüssiger Schmelze zugeordnet sein.A "casting device" is in particular a device for casting a component. A casting device has, in particular, at least two metering cavities as metering containers, at least two fluid connections and a shaping tool. The casting device can be assigned a central melt container with liquid melt.
„Gießen“ ist insbesondere ein Fertigungsverfahren, bei dem aus einem flüssigen Werkstoff (Schmelze) nach einem Erstarren ein fester Körper bestimmter Form entsteht. Zum Gießen wird insbesondere ein Werkzeug als Dauerform verwendet. Zum Gießen gehören insbesondere das Druckgießen, Kokillengießen und/oder das Stranggießen."Casting" is in particular a manufacturing process in which a solid material of a certain shape is formed from a liquid material (melt) after solidification. For casting, in particular, a tool is used as a permanent mold. Casting includes in particular die casting, die casting and / or continuous casting.
Ein „Bauteil“ ist insbesondere ein aus einem Werkstück gefertigtes Einzelteil eines technischen Komplexes, wie zum Beispiel einer Maschine oder eines Apparates. Das Bauteil entsteht insbesondere plastisch aufgrund einer Formveränderung durch gezieltes Gießen und/oder Umformen. Somit weist ein Bauteil insbesondere fast fertige oder fertige Formen oder Geometrien auf.A "component" is in particular an item made of a workpiece of a technical complex, such as a machine or an apparatus. The component is created in particular plastic due to a change in shape through targeted casting and / or forming. Thus, a component in particular almost finished or finished shapes or geometries.
Ein „Werkzeug“ ist insbesondere ein Objekt, bei dem ein Bearbeiten eines Werkstückes und/oder ein Gießen zum Fertigen eines Bauteils erfolgt, wobei das Werkzeug durch einen Menschen und/oder eine Maschine geführt wird. Bei einem Werkzeug handelt es sich insbesondere um ein Formwerkzeug. Das Werkzeug wird insbesondere in einem formgebenden Fertigungsverfahren, wie Vorformen, Umformen und/oder Urformen wie Gießen, verwendet. Das Werkzeug wird insbesondere in einer Gießvorrichtung und/oder einer Presse eingesetzt. Das Werkzeug kann aus einem einzigen Werkzeugteil, welches direkt die Form aufweist, aus mindestens zwei Werkzeugteilen, beispielsweise einem Unter- und einem Oberwerkzeug, oder mehreren Werkzeugteilen, welche im Falle des Schließens des Werkzeuges die Form ausbilden, bestehen. Des Weiteren kann das Werkzeug auch weitere, nicht die formausbildende Werkzeugteile aufweisen. Das Werkzeug kann eine Innenkontur aufweisen, welche als Außenkontur dem zu gießenden Bauteil aufgebracht wird.A "tool" is in particular an object in which a machining of a workpiece and / or a casting for the manufacture of a component takes place, wherein the tool is guided by a human and / or a machine. A tool is in particular a molding tool. The tool is used in particular in a forming manufacturing process, such as preforming, forming and / or master molding such as casting. The tool is used in particular in a casting apparatus and / or a press. The tool may consist of a single tool part which directly has the shape of at least two tool parts, for example a lower and an upper tool, or a plurality of tool parts which form the mold in the case of closing the tool. Furthermore, the tool can also have other, not the form-forming tool parts. The tool may have an inner contour, which is applied as an outer contour of the component to be cast.
Unter einer „Form“ wird insbesondere ein Hohlraum des Werkzeuges verstanden, dessen Innenkontur als Außenkontur dem Werkstück aufgeprägt wird und/oder bei dem der Hohlraum der Form mit Schmelze zum Fertigen des Bauteils ausgegossen wird. Eine Form wird insbesondere auch als „Formkavität“ bezeichnet.A "mold" is understood in particular to mean a cavity of the tool whose inner contour is impressed on the workpiece as an outer contour and / or in which the cavity of the mold is filled with melt to produce the component. A mold is also referred to in particular as a "mold cavity".
Eine „Werkzeugaufnahme“ ist ein Bauteil, welches das Werkzeug während des Gießens und/oder der Bearbeitung aufnimmt und/oder hält. Die Werkzeugaufnahme erlaubt insbesondere einen schnellen Wechsel des Werkzeuges und/oder stellt eine Schnittstelle zwischen Werkzeug und Antrieb dar.A "tool holder" is a component that receives and / or holds the tool during casting and / or machining. The tool holder in particular allows a quick change of the tool and / or provides an interface between the tool and drive.
Eine „Dosierkavität“ ist insbesondere ein Dosierbehälter für Schmelze, welcher lokal in der Nähe, an und/oder in der Form angeordnet ist. Die Dosierkavität nimmt insbesondere nur einen Teil der Schmelze auf, welcher zum Füllen der Form notwendig ist. Die verschiedenen Teilschmelzen der einzelnen lokal angeordneten Dosierkavitäten ergeben insbesondere zusammen mindestens das Schmelzevolumen, welches zum vollständigen Füllen der Form notwendig ist. Bei der Dosierkavität kann es sich um eine dreiseitig geschlossene Vertiefung im Werkzeug und/oder in der Form zur Aufnahme der Schmelze handeln. Ebenso kann es sich bei der Dosierkavität um einen oben offenen Behälter handeln, welcher in das Werkzeug und/oder die Form eingesetzt ist.A "dosing cavity" is, in particular, a dosing container for melt which is arranged locally close to, and / or in the mold. In particular, the metering cavity absorbs only a portion of the melt, which is necessary for filling the mold. In particular, the various partial melts of the individual locally arranged metering cavities together produce at least the volume of melt which is necessary for complete filling of the mold. The metering cavity may be a recess closed on three sides in the tool and / or in the mold for receiving the melt. Likewise, the metering cavity may be an open-topped container which is inserted into the tool and / or the mold.
Eine „Fluidverbindung“ ist beispielsweise ein Hohlraum, welcher eine Verbindung zwischen einer Dosierkavität und der Form ermöglicht, sodass die Schmelze aus der Dosierkavität in die Form fließen kann. Bei der Fluidverbindung kann es sich um ein Rohr oder einen Kanal handeln. Eine Fluidverbindung kann aber auch eine direkte Öffnung zwischen der Dosierkavität und der Form sein, sodass hierbei die Fluidverbindung nur eine sehr kurze längliche Ausdehnung von wenigen Millimetern hat. Die Schmelze fließt durch die Fluidverbindung insbesondere aufgrund der Gravitation und/oder durch einen aufgebrachten Gießdruck.A "fluid connection" is, for example, a cavity which allows a connection between a metering cavity and the mold so that the melt can flow out of the metering cavity into the mold. The fluid connection may be a pipe or a channel. However, a fluid connection may also be a direct opening between the metering cavity and the mold, so that in this case the fluid connection has only a very short elongated extent of a few millimeters. The melt flows through the fluid connection, in particular due to gravity and / or by an applied casting pressure.
Bei einer „Schmelze“ handelt es sich insbesondere um geschmolzenes Metall und/oder Metalllegierungen.A "melt" is, in particular, molten metal and / or metal alloys.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Gießvorrichtung die erste Dosierkavität, die erste Fluidverbindung, die zweite Dosierkavität und die zweite Fluidverbindung und/oder eine dritte Dosierkavität und eine dritte Fluidverbindung, eine vierte Dosierkavität und eine vierte Fluidverbindung, eine fünfte Dosierkavität und eine fünfte Fluidverbindung und/oder eine weitere Dosierkavität und eine weitere Fluidverbindung auf.In a further embodiment, the casting device comprises the first metering cavity, the first fluid connection, the second metering cavity and the second fluid connection and / or a third metering cavity and a third fluid connection, a fourth metering cavity and a fourth fluid connection, a fifth metering cavity and a fifth fluid connection and / or another dosing cavity and another fluid connection.
Somit können mehrere Dosierkavitäten mit jeweils einer Fluidverbindung lokal entsprechend der Form des zu gießenden Bauteils und/oder weiteren Anforderungen an das Bauteil angeordnet werden. Hierbei richtet sich die Lage, Anzahl und/oder Größe der Dosierkavitäten nach der Masseverteilung des zu fertigenden Bauteils. Vor allem wird oder werden dadurch die Fertigung von großflächigen Bauteilen und/oder eine Minimierung der Wandstärke und/oder eine Erhöhung der Festigkeit des Bauteils ermöglicht.Thus, a plurality of metering cavities, each with a fluid connection can be arranged locally according to the shape of the component to be cast and / or further demands on the component. Here, the position, number and / or size of the metering cavities depends on the mass distribution of the component to be manufactured. Above all, the production of large-area components and / or a minimization of the wall thickness and / or an increase in the strength of the component is or will be made possible.
Die dritte, vierte, fünfte und/oder weitere Dosierkavität entspricht in ihrer Ausgestaltung und Funktion der oben definierten Dosierkavität.The third, fourth, fifth and / or further dosing cavity corresponds in terms of design and function to the dosing cavity defined above.
Eine dritte, vierte, fünfte und/oder weitere Fluidverbindung entspricht in ihrer Ausführung und Funktion der oben definierten Fluidverbindung.A third, fourth, fifth and / or further fluid connection corresponds in its design and function to the above-defined fluid connection.
Um komplexe und/oder großflächige Bauteile zu gießen, weist das Werkzeug ein erstes Werkzeugteil und ein zweites Werkzeugteil auf, welche im Falle des Schließens die Form ausbilden.In order to cast complex and / or large-area components, the tool has a first tool part and a second tool part, which form the shape in the case of closing.
Selbstverständlich kann das Werkzeug auch noch ein drittes, viertes, fünftes und/oder weiteres Werkzeugteil aufweisen, insbesondere wenn besondere Geometrien und/oder sehr großflächige Bauteile gegossen werden sollen.Of course, the tool may also have a third, fourth, fifth and / or further tool part, in particular if special geometries and / or very large-area components to be cast.
In einer weiteren Ausführungsform sind das erste Werkzeugteil und das zweite Werkzeugteil mittels der Werkzeugaufnahme horizontal oder vertikal ausgerichtet.In a further embodiment, the first tool part and the second tool part aligned horizontally or vertically by means of the tool holder.
Gegenüber der üblichen vertikalen Ausrichtung der Werkzeugteile und Form beim herkömmlichen Gießen, ist somit auch eine horizontale Anordnung der Werkzeugteile und der Form möglich.Compared to the usual vertical orientation of the tool parts and mold in conventional casting, thus a horizontal arrangement of the tool parts and the shape is possible.
Um die Schmelze aus jeder Dosierkavität durch die jeweilige Fluidverbindung in die jeweilige Form mit einem entsprechenden Gießdruck und/oder einer entsprechenden Fließgeschwindigkeit zu transferieren, weist die Gießvorrichtung einen ersten Stempel, einen zweiten Stempel, einen dritten Stempel, einen vierten Stempel, einen fünften Stempel und/oder einen weiteren Stempel auf, sodass die Schmelze in der jeweiligen Dosierkavität durch Eintauchen des jeweiligen Stempels über die jeweilige Fluidverbindung in die Form verdrängt wird.In order to transfer the melt from each metering cavity through the respective fluid connection into the respective mold with a corresponding pouring pressure and / or flow rate, the pouring device has a first punch, a second punch, a third punch, a fourth punch, a fifth punch and / or another stamp on, so that the melt is displaced in the respective Dosierkavität by dipping the respective punch on the respective fluid connection in the mold.
Bei einer horizontalen Ausrichtung der Werkzeugteile taucht ein Stempel bevorzugt von oben in die Dosierkavität ein. Bei einer vertikalen Ausrichtung der Werkzeugteile wird der Stempel seitlich in die Dosierkavität bewegt und muss deshalb die Dosierkavität bereits vor dem Befüllen der Dosierkavität mit Schmelze abdichten. In diesem Fall erfolgt das Befüllen der Dosierkavität beispielsweise durch eine oben angeordnete zusätzliche Befüllöffnung in der Dosierkavität.In a horizontal alignment of the tool parts, a stamp preferably dives from above into the Dosierkavität. In the case of a vertical alignment of the tool parts, the stamp is moved laterally into the dosing cavity and must therefore seal the dosing cavity with the melt before the dosing cavity is filled. In this case, the filling of the dosing cavity takes place, for example, by means of an additional filling opening arranged at the top in the dosing cavity.
Ein „Stempel“ (auch „Dosierbolzen“ genannt) ist insbesondere ein Bauteil, welches aufgrund seiner Bewegung die Schmelze in einer Dosierkavität verdrängt und dadurch durch die zugehörige Fluidverbindung in die Form drückt. Bei einem Stempel kann es sich beispielsweise um einen Zylinder aus massivem Material mit oder ohne Entlüftung handeln. Die Form des Stempels ist insbesondere auf die innere Form der Dosierkavität abgestimmt, sodass der Stempel bündig in die zugehörige Dosierkavität eintauchen kann.A "stamp" (also called "metering bolt") is in particular a component which, due to its movement, displaces the melt in a metering cavity and thereby presses it into the mold through the associated fluid connection. For example, a punch may be a cylinder of solid material with or without venting. The shape of the punch is particularly matched to the inner shape of the metering cavity, so that the punch can dive flush into the associated Dosierkavität.
In einer weiteren Ausführungsform der Gießvorrichtung sind die Dosierkavität am und/oder im ersten Werkzeugteil und die Stempel am und/oder im zweiten Werkzeugteil oder umgekehrt angeordnet.In a further embodiment of the casting apparatus, the metering cavity is arranged on and / or in the first tool part and the punches on and / or in the second tool part or vice versa.
Somit benötigen die Stempel für das Eintauchen in die jeweilige Dosierkavität nicht jeweils einen eigenen Antrieb, sondern das Eintauchen der Stempel kann durch eine Bewegung des ersten Werkzeugteils und/oder des zweiten Werkzeugteils realisiert werden. Hierzu wird die Länge jedes Stempels auf die entsprechende Endlage des beweglichen ersten Werkzeugteils und/oder des zweiten Werkzeugteils abgestimmt. Die Stempel und/oder die Dosierkavitäten können bündig, hervorstehend und/oder zurückstehend am ersten Werkzeugteil und/oder am zweiten Werkzeugteil angeordnet sein.Thus, the plunger for immersion in the respective Dosierkavität not each need their own drive, but the immersion of the punch can be realized by a movement of the first tool part and / or the second tool part. For this purpose, the length of each stamp is matched to the corresponding end position of the movable first tool part and / or the second tool part. The punches and / or the dosing cavities can be arranged flush, protruding and / or recessed on the first tool part and / or on the second tool part.
Um die Menge an erstarrter Schmelze nach dem Gießen und somit den Anfall an Abfall- und/oder Kreislaufmaterial und die Sprengfläche klein zu halten, sind die Dosierkavitäten direkt an und/oder in der Form angeordnet, sodass die Fluidverbindung oder die Fluidverbindungen eine Länge kleiner 50mm, insbesondere kleiner 20mm, bevorzugt kleiner 5mm aufweist oder aufweisen.In order to keep the amount of solidified melt after casting and thus the accumulation of waste and / or circulation material and the explosive surface small, the metering cavities are arranged directly on and / or in the mold so that the fluid connection or the fluid connections have a length less than 50mm , in particular less than 20mm, preferably less than 5mm or have.
Somit kann eine Dosierkavität auch Bestandteil der Form sein.Thus, a Dosierkavität also be part of the mold.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Fluidverbindung lediglich als eine direkte Öffnung zwischen der Dosierkavität und der Form ausgeführt ist.It is particularly advantageous if the fluid connection is designed only as a direct opening between the metering cavity and the mold.
Zudem wird durch eine sehr kurze Fluidverbindung das Luftvolumen in der Fluidverbindung reduziert, welches vor dem Gießen vorliegt, sodass weniger Luft beim Gießen in die Form eingetragen wird. Dadurch wird ein homogeneres Bauteil gegossen.In addition, the air volume in the fluid connection, which is present before casting, is reduced by a very short fluid connection, so that less air is introduced into the mold during casting. This will cast a more homogeneous component.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Gießvorrichtung wenigstens einen Gießroboter und/oder einen Schmelzebehälter auf.In a further embodiment, the casting device has at least one casting robot and / or a melt container.
Dadurch können die Dosierkavitäten mittels wenigstens eines Gießroboters aus einem Schmelzebehälter jeweils mit Schmelze befüllt werden. Bevorzugt wird jede Dosierkavität durch einen eigenen Gießroboter befüllt, sodass alle Dosierkavitäten zeitgleich befüllt werden können.As a result, the metering cavities can be filled with melt by means of at least one casting robot from a melt container. Preferably, each dosing cavity is filled by its own casting robot, so that all dosing cavities can be filled at the same time.
Ein „Gießroboter“ ist insbesondere ein Roboter mit einem montierten Gießlöffel zum automatisierten Schöpfen von Schmelze aus dem Schmelzebehälter in eine Dosierkavität. Beim Schöpfen durch den Gießroboter wird insbesondere die erforderliche Schmelzemenge zum jeweiligen Befüllen der Dosierkavität durch positionsgenaues Schrägstellen des Gießlöffels über eine Wegmessung exakt gemessen.A "pouring robot" is in particular a robot with a mounted ladle for the automated drawing of melt from the melt container into a metering cavity. When scooping through the casting robot in particular the required amount of melt for each filling of the dosing cavity is accurately measured by positionally accurate inclination of the ladle over a distance measurement.
Ein „Schmelzebehälter“ ist ein Behälter, in den ein Feststoff zu einer flüssigen Schmelze geschmolzen wird. Aus dem Schmelzebehälter wird mittels eines Gießroboters oder mehreren Gießrobotern insbesondere die Schmelze für die jeweils zu füllende Dosierkavität entnommen.A "melt container" is a container into which a solid is melted into a liquid melt. From the melt container, in particular the melt for each dosing cavity to be filled is removed by means of a casting robot or several casting robots.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Presse zum Gießen eines Bauteils, wobei die Presse einen Antrieb zum Aufbringen einer Presskraft aufweist, mit einer zuvor beschriebenen Gießvorrichtung.In a further aspect of the invention, the object is achieved by a press for casting a component, wherein the press has a drive for applying a pressing force, with a casting device described above.
Somit kann über den Antrieb der Presse nicht nur eine Presskraft aufgebracht werden, sondern zuvor auch über eine Bewegung eines Werkzeugteils durch Eintauchen der Stempel in die Dosierkavitäten die Form gefüllt werden. Somit ist oder sind kein separater Antrieb und/oder separate Hydraulikzylinder für die Stempelbewegung notwendig.Thus, not only a pressing force can be applied via the drive of the press, but also previously by a movement of a tool part by dipping the stamp into the metering cavities filled the mold. Thus, there is or are no separate drive and / or separate hydraulic cylinder for the punch movement necessary.
Folglich lässt sich die Presse in einer kleineren Bauform ausführen. Zudem können mit der erfindungsgemäßen Presse auch großflächige Bauteile, insbesondere bei einer horizontalen Ausrichtung, gefertigt werden, sodass die Bauhöhe der Presse gegenüber einer vertikalen Ausrichtung verringert ist.Consequently, the press can be made in a smaller size. In addition, with the press according to the invention also large-area components, in particular in a horizontal orientation, are manufactured, so that the overall height of the press is reduced compared to a vertical orientation.
Eine „Presse“ ist insbesondere eine Umformmaschine mit geradliniger Relativbewegung des Werkzeuges. In einer Presse werden insbesondere Fertigungsverfahren wie Urformen, Gießen, Umformen, Tiefziehen, Fügen, Beschichten, Trennen, Schneiden und/oder Änderung von Stoffeigenschaften durchgeführt. Eine Presse ist insbesondere eine weggebundene, energiegebundene oder kraftgebundene Presse.A "press" is in particular a forming machine with rectilinear relative movement of the tool. In particular, manufacturing processes such as prototyping, casting, forming, deep-drawing, joining, coating, separating, cutting and / or changing material properties are carried out in a press. In particular, a press is a bound, energy or force press.
In einer weiteren Ausführungsform der Presse weist oder weisen das erste Werkzeugteil und/oder das zweite Werkzeugteil ein bewegliches Werkzeugteil und ein festes Werkzeugteil auf, sodass über das bewegliche Werkzeugteil eine Bewegung der Stempel frei von einem Aufbringen der Presskraft realisierbar ist.In a further embodiment of the press, the first tool part and / or the second tool part has or have a movable tool part and a fixed tool part, so that a movement of the stamp can be realized free of application of the pressing force via the movable tool part.
Durch die Aufteilung des ersten und/oder des zweiten Werkzeugteils in ein bewegliches Werkzeugteil und ein festes Werkzeugteil kann über das bewegliche Werkzeugteil zunächst die Stempelbewegung zum Füllen der Form und anschließend über eine Bewegung des festen Werkzeugteils ein Verdichten und Nachdrücken der Schmelze und ein Pressen des gegossenen Bauteils aufgrund des Aufbringens der Presskraft auf das feste Werkzeugteil und das bewegliche Werkzeugteil erfolgen. Somit kann mittels eines einzigen Werkzeuges mit einem beweglichen und einem festen Teil sowohl das Füllen der Form als auch das eigentlich Pressen realisiert werden.By dividing the first and / or the second tool part into a movable tool part and a fixed tool part can first on the movable tool part, the punch movement for filling the mold and then a movement of the fixed tool part compacting and repressing the melt and pressing the cast Component due to the application of the pressing force to the fixed tool part and the movable tool part done. Thus, both the filling of the mold and the actual pressing can be realized by means of a single tool with a movable and a fixed part.
In einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Gießen eines Bauteils mittels einer zuvor beschriebenen Gießvorrichtung und/oder einer zuvor beschriebenen Presse mit folgenden Schritten:
- - Befüllen von wenigstens zwei Dosierkavitäten mittels wenigstens eines Gießroboters mit Schmelze,
- - Schließen des ersten Werkzeugteils und des zweiten Werkzeugteils zum Ausbilden der Form,
- - Eintauchen von jeweils einem Stempel in die jeweilige Dosierkavität durch eine Bewegung des ersten Werkzeugteils oder des zweiten Werkzeugteils und Verdrängen der Schmelze aus den Dosierkavitäten durch die Fluidverbindungen in die Form,
- - Verbinden der Schmelzen in der Form zu einem homogenen Bauteil.
- Filling at least two metering cavities by means of at least one casting robot with melt,
- Closing the first tool part and the second tool part to form the mold,
- Immersing one stamp in the respective metering cavity by moving the first tool part or the second tool part and displacing the melt out of the metering cavities through the fluid connections into the mold,
- - Connecting the melts in the mold to form a homogeneous component.
Somit wird ein vereinfachtes Verfahren zum Gießen eines Bauteils bereitgestellt, bei dem über lokal angeordnete Dosierkavitäten ein Füllen der Form und somit ein Gießen des Bauteils erfolgt. Vor allem ermöglicht das Verfahren das Gießen eines homogenen und/oder großflächigen Bauteils.Thus, a simplified method for casting a component is provided in which over locally arranged metering cavities, a filling of the mold and thus a casting of the component takes place. Above all, the method makes it possible to cast a homogeneous and / or large-area component.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Bauteil, wobei das Bauteil nach einem zuvor beschriebenen Verfahren gefertigt ist.In a further aspect of the invention, the object is achieved by a component, wherein the component is manufactured according to a method described above.
Aufgrund der Anpassung der Lage, Anzahl und/oder Größe der Dosierkavitäten an die Masseverteilung des zu fertigenden Bauteils wird ein sehr homogenes Bauteil mit erhöhter Festigkeit gefertigt. Zudem können Bauteile mit geringeren Wandstärken und/oder großflächigere Bauteile gefertigt werden.Due to the adaptation of the position, number and / or size of the dosing cavities to the mass distribution of the component to be manufactured a very homogeneous component is manufactured with increased strength. In addition, components with smaller wall thicknesses and / or larger components can be manufactured.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
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1 eine schematische Schnittdarstellung einer Presse mit einer Druckgießvorrichtung und einem geöffneten Werkzeug mit Dosierkavitäten und Dosierbolzen, -
2a die Presse aus1 mit geöffnetem Werkzeug und gefüllten Dosierkavitäten, -
2b die Presse aus2a mit geschlossenem Werkzeug und eingetauchten Dosierbolzen, -
2c die Presse aus2b mit weiterem Eintauchen der Dosierbolzen und Nachverdichten, und -
2d die Presse aus2c bei Konstanthalten der Presskraft.
-
1 FIG. 2 a schematic sectional view of a press with a die casting device and an opened tool with metering cavities and metering bolts, FIG. -
2a the press out1 with opened tool and filled dosing cavities, -
2 B the press out2a with closed tool and immersed dosing bolts, -
2c the press out2 B with further dipping of the metering bolts and re-compaction, and -
2d the press out2c at constant pressure.
Eine Presse
Das Unterwerkzeug
Im Falle des Schließens des Werkzeuges
Die Dosierbolzen
Folgende Arbeitsgänge werden mit der Presse
Bei geöffnetem Werkzeug
Nach dem Befüllen der Dosierkavitäten
Durch das Aufsetzen des Oberwerkzeuges
Das Füllen der Formkavität
Die Stößelkraft wird aufrechterhalten und nach einem Erstarren des gegossenen Bauteils wird das Werkzeug
Somit wird eine Presse mit Druckgießvorrichtung und einem Werkzeug mit integrierten Dosierkavitäten und Dosierbolzen bereitgestellt, welche sehr kurze Fließwege bis zur Formkavität, einen geringen Form- und Werkzeugverschleiß und einen geringen Materialausschuss ermöglichen. Zudem wird ein sehr homogenes Bauteil mit einer komplexen, großflächigen Geometrie gefertigt.Thus, a press with die casting and a tool with integrated Dosierkavitäten and dosing provided, which allow very short flow paths to the mold cavity, a low mold and tool wear and a low scrap material. In addition, a very homogeneous component with a complex, large-area geometry is manufactured.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 101101
- PressePress
- 103103
- Druckgießvorrichtungdie casting
- 105105
- WerkzeugTool
- 107107
- Oberwerkzeugupper tool
- 109109
- Unterwerkzeuglower tool
- 111111
- OberwerkzeuggrundplatteUpper tool base
- 113113
- Formkavitätmold cavity
- 117117
- Pressenstößelpress ram
- 119119
- Pressentischpress table
- 121121
- Dosierkavitätmetering cavity
- 123123
- DosierbolzenDosierbolzen
- 125125
- Federfeather
- 127127
- DistanzzylinderDistance cylinder
- 128128
- Distanzelementspacer
- 129129
- TischauswerferplatteTischauswerferplatte
- 131131
- Schließrichtungclosing direction
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